В феврале 1944 года в Челябинский политехнический институт была принята первая группа студентов-сварщиков. Учебные занятия проводились сотрудниками ЧТЗ (П.Н. Березкин, К.А. Еськов, А.С. Рудаков, М.И. Залевская, Л.П. Журомский, Л.Я. Хрусталев и другими) в лабораториях и цехах завода. Как самостоятельная единица кафедра начала действовать в 1946 году. С 1950 года на кафедре стали работать первые кандидаты наук, выпускники аспирантур ведущих вузов Москвы и Ленинграда Л.С. Ляхович, В.Н. Земзин и О.А. Бакши.
В рамках научных направлений, созданных доцентами О.А. Бакши и И.Р. Пацкевичем, было защищено 10 докторских и более 60 кандидатских диссертаций. В 1963–1966 годах состоялись первые защиты кандидатских диссертаций молодых инженеров А.И. Моношкова, Б.Г. Кульневича, Н.А. Клыкова, Г.М. Купершляка, А.М. Попкова, А.К. Окорокова, Г.Д. Куликова и П.А. Норина. В 1967 году состоялись первые защиты подготовленных на кафедре докторских диссертаций И.Р. Пацкевича, О.А. Бакши, а также кандидатских диссертаций В.П. Власова, Р.С. Зайнуллина, Н.Л. Зайцева, В.А. Малаховского, М.В. Шахматова, А.Л. Хейфеца.
Работа сварщиков Южно-Уральского государственного университета (ранее ЧПИ) в 1981 году была высоко оценена президентом АН Украинской ССР, директором Института электросварки академиком Б.Е. Патоном. В 1982 году решением научно-методического совета по сварке при Минвузе СССР и секции подготовки кадров координационного совета по сварке кафедру назначили головной среди одноименных кафедр вузов Урала и Казахстана.
Огромный вклад в становление статуса кафедры внесли заведующие разных лет: доценты, кандидаты технических наук П.Н. Березкин (1944–1946), К.А. Еськов (1949–1971), заслуженный деятель науки и техники РСФСР доктор технических наук, профессор О.А. Бакши (1971–1987), доктор технических наук, профессор Н.А. Клыков (1987–1992), доктор технических наук, профессор М.В. Шахматов (1992–2013).
С 2010 года на базе ИО ДО ЮУрГУ функционирует Центр контроля и сварки (руководитель – доцент, кандидат технических наук А.М. Осипов).